Tiesą sakant, kaip jau seniai žadėjau, papasakosiu apie paprasčiausią ESR matuoklį. Ateityje rašysiu ne ESR, o EPS (ekvivalentas serijos atsparumas), nes tingiu keisti išdėstymą. Taigi, trumpai, kas yra EPS.
EPS gali būti pavaizduotas kaip rezistorius, nuosekliai sujungtas su kondensatoriumi.
Šiame paveikslėlyje - R. Tiesą sakant, darbiniam kondensatoriui šis indikatorius matuojamas omų dalimis, kondensatoriams maža talpa(iki 100 mikrofaradų) gali siekti 2-3 omas. Detalesnes eksploatuojamų kondensatorių ESR vertes galite rasti gamintojų informaciniuose duomenyse. Laikui bėgant dėl elektrolito išgaravimo ši varža didėja, todėl didėja galios nuostoliai. Dėl to kondensatorius labiau įkaista, o tai dar labiau pagreitina elektrolito išgaravimo procesą ir praranda talpą.
Praktiškai atliekant remontą tikslus ESR matavimas nėra būtinas. Pakanka laikyti sugedusiu bet kurį kondensatorių, kurio ESR didesnis nei 1–2 omai. Tai gali būti laikoma prieštaringu teiginiu, kad internete gana lengva rasti ištisas lenteles su įvairių talpų kondensatorių ESR reikšmėmis. Tačiau jau ne kartą įsitikinau, kad apytikslio įvertinimo visiškai pakanka. Jau nekalbant apie tai, kad tų pačių kondensatorių (naujų), to paties gamintojo, ESR matavimo rezultatai labai skiriasi priklausomai nuo partijos, metų laiko ir mėnulio fazės.
Aš naudoju paprastą matuoklį ant cento lusto. Jį sukūrė Manfredas Mornhinwegas. 
Dizainas gana paprastas, bet patrauklus dėl nereikli transformatoriaus pobūdžio. Vienas iš minusų – skalė pasirodo „plati“, mano atveju 0-20. Atitinkamai reikalinga didelė matavimo galvutė, vadinamoji. „Diktofonas“ (iš magnetofono lygio indikatorių) neveiks - bus nepatogu dirbti.
Kaip transformatorių, autorius apvijo dvi 400 ir 20 vijų apvijas ant 19x16x5mm 2000NM ferito žiedo. Tačiau galite tai padaryti daug paprasčiau – naudokite transformatorių iš bet kurio ATX maitinimo šaltinio. Pakanka R8 pakeisti tiuninguoju kelių posūkių rezistoriumi 3296W, kurio varža 51k. Naudojant šį rezistorių, bus galima padidinti prietaisų stiprintuvo stiprinimą ir kompensuoti nepakankamą transformacijos santykį. LM7805 reikia pakeisti LM1117-5, tai sumažins srovės suvartojimą, be to, apatinė maitinimo įtampos riba nukris iki maždaug 6,5 V. Reikalingas stabilizatorius, kitaip svarstyklės plūduriuos priklausomai nuo maitinimo įtampos. Maistui naudojau įprastą Krona. Būtinai įdėkite pačią mikroschemą į lizdą!
Įrenginio nustatymas apima „nulio“ nustatymą ir skalės kalibravimą. Skalei kalibruoti naudojami mažos varžos rezistoriai, kurių tolerancija yra 0,5% ir varža nuo 0 iki 2-5 omų. Kalibravimas atliekamas taip - nuimkite apsauginis stiklas nuo indikatoriaus galvutės. Įjungiame įrenginį ir išmatuojame etaloninių rezistorių varžą. Žiūrime, kur nukrypsta rodyklė, ir šioje skalės vietoje dedame ženklą su atitinkamu pasipriešinimu. Taip pažymime skalę.
Išmatuoti žemos įtampos kondensatoriai (iki 50-80 voltų be problemų) iškraunami rezistoriais R5, R6 ir transformatoriaus pirmine apvija. Iš anksto iškraunu „tinklo“ talpas (tas, kurios yra po diodinio tiltelio perjungiamuose maitinimo šaltiniuose) įrenginiu, pagamintu iš 510 omų/1W rezistoriaus, švirkšto adatos, aligatoriaus spaustuko ir gelio rašiklio korpuso. Teoriškai tokias talpas turėtų iškrauti grandinė R5-R6, bet praktiškai ji išmuša TL062 :) Būtent todėl ją reikia įmontuoti į lizdą - norint greitai pakeisti. Tačiau saugiau pirmiausia iškrauti „tinklo“ pajėgumus.
Apskritai tai labai sėkmingas įrenginys – pigus, paprastas ir nereiklus transformatoriui.
Ekvivalent Series Resistance (ESR), kaip vienas iš reikšmingų parazitinių elektrolitinių kondensatorių parametrų, pastaraisiais metais įgijo didelį populiarumą tarp elektroninės įrangos remontininkų. ESR matuokliai ir zondai tapo svarbia priemone daugeliui meistrų, kartu su testeriu ar multimetru.
Kondensatoriaus ESR padidėjimas keliais omais, o kartais keliomis dešimtosiomis omų, gali sukelti įrenginio, kuriame jis sumontuotas, gedimą, kurio kartais neįmanoma aptikti naudojant esamus talpos matuoklius, kurie negali priimti atsižvelgti į kitus kondensatoriaus parametrus.
Paprastai remonto praktikoje specialus tikslumas matuojant ESR nereikalingas, todėl pastebima zondų klaida dažnai nesukelia nepatogumų ieškant sugedusių elementų, o kondensatoriaus būklės nustatymas zondu gali būti supaprastintas iki jo kokybės įvertinimo remiantis principas, ar jis tinkamas ar netinka darbui konkrečiame įrenginio vienete.
Tačiau reikia pažymėti, kad kondensatoriams, veikiantiems didelėmis impulsų srovėmis, pavyzdžiui, keitiklių filtruose, kartais reikia objektyviau įvertinti kokybę, o dešimtųjų ar net šimtųjų omų paklaida gali būti reikšminga.
Dauguma populiarių ESR prietaisų ir zondų, naudojamų taisymo praktikoje, yra pagrįsti varžos matavimais kintamoji srovė 40 - 100 kHz dažniu. Tokios eilės dažniais, didelės vertės elektrolitiniams kondensatoriams, tokie įtaisai rodys reikšmes, kiek įmanoma artimesnes ESR vertei, kuri sudarys didžiąją šių dažnių varžos dalį.
Šio metodo trūkumas yra didelė klaida matuojant mažas talpos vertes (mažiau nei 10 uF), kai kondensatoriaus reaktyvumas tam tikru dažniu yra palyginamas ir gali viršyti ESR.
Tada prietaisas parodys varžos vertę, o tikroji ESR vertė gali būti kelis kartus mažesnė.
Vienas iš ESR zondų naudojimo praktiškumo reikalavimų yra galimybė atlikti matavimus nenuimant kondensatoriaus iš plokštės. Vadinasi, matavimo procesas turi vykti esant pakankamai mažam įtampos kritimui per bandomąjį kondensatorių, neįskaitant grandinės puslaidininkinių elementų perėjimų atrakinimo.
Dažniausiai tokius paprastus impedanso matuoklius meistrai surenka patys, naudodamiesi internete plačiai prieinamomis diagramomis, tačiau kai kurie naudoja ir savo dizainą, atsižvelgdami į asmeninius patogumo naudoti ar matavimo tikslumo poreikius.
Parduodama tiek paprastų zondų su LED arba ciferblato indikacija, tiek skaitikliais su įvairaus sudėtingumo skaitmenine skale.
Nereikia detaliai nagrinėti varžos matavimo principų ir metodų, tokių diskusijų ir aprašymų yra gana daug ir juos nesunku rasti internete. Tačiau kai kurios individualaus dizaino savybės vis tiek nusipelno dėmesio.
Šiame straipsnyje siūloma apsvarstyti vieną iš ESR ir talpos matavimo būdų kaip atskirus kondensatoriaus parametrus.
Gana tikslus ir paprastas metodas, naudojamas daugelyje mėgėjų ir pramoninių prietaisų, yra įdiegtas Micro meter, populiarus tarp meistrų - taisymo forumų monitor.net.ru ir monitor.espec.ws dalyvių.
Jei bandomas kondensatorius turi talpą Cįkrovimas iš nuolatinės srovės šaltinio aš, jo gnybtų įtampa tiesiškai padidės nuo vertės U Rįstatyme:
C dU/dt = I = konst.
U R– įtampos kritimas per aktyviąją kondensatoriaus varžą (ESR).
Šiuo atveju kondensatoriaus talpa bus nustatoma pagal išraišką:
Apskaičiuoti U R Norėdami apskaičiuoti ESR, galite tai padaryti keliais būdais, pavyzdžiui, sudarydami tiesios linijos lygtį naudodami du taškus ir surasdami X nulinės reikšmės Y koordinatę arba geometriškai, remiantis panašių kraštinių santykiu. trikampiai...
Aktyvioji kondensatoriaus varža (ESR) šiuo atveju bus:
Norint įgyvendinti šį metodą, nereikia naudoti ADC, slenkstinės įtampos vertės, skirtos valdyti laikmatį, nustatomos komparatoriais, o matematinius talpos ir ESR skaičiavimus atlieka mikrovaldiklis, kurio informacija rodoma LCD ekrane.
Kai kuriuose panašiuose projektuose naudojamas paprastesnis, bet ne toks tikslus ESR matavimo metodas.
Matuojamas įtampos lygis U R iš pradžių per ADC.
Nepaisant to, kad matavimo impulsas yra gana trumpas (1-2 uS), mažesnės talpos kondensatoriai sugeba įkrauti didesnę vertę nei kondensatoriai didelės talpos, o tai sukuria tam tikrą paklaidą matuojant skirtingų kondensatorių reikšmių ESR.
Atkreipkite dėmesį, kad ESR, matuojamas nuolatine srove, yra santykinis elektrolitinio kondensatoriaus kokybės rodiklis.
Svarbus ESR komponentas yra dielektriniai nuostoliai, kurie labai skiriasi priklausomai nuo kintamosios srovės dažnio.
Yra sudėtingesnių ir tikslesnių matavimo metodų ir metodų, pagrįstų kondensatoriaus fazės poslinkio analize. Šiuo atveju ESR nustatomas pagal varžos ir nuostolių tangento sandaugą.
Komentarai ir pasiūlymai priimami ir laukiami!
Koks yra pagrindinis parametras vertinant kondensatorių būklę? Žinoma, jų pajėgumai. Tačiau plintant impulsinei aukštos įtampos technologijai, tapo akivaizdu, kad būtina atkreipti dėmesį į dar vieną parametrą, nuo kurio priklauso impulsų keitiklių patikimumas ir veikimo kokybė - tai lygiavertė serijinė varža (ESR, anglų k.). ESR – lygiavertė serijinė varža). Naudojant kondensatorius su padidinta ESR verte, padidėja išėjimo įtampos pulsacijos, palyginti su apskaičiuotomis vertėmis, ir greitas gedimas dėl padidėjusio šildymo dėl šilumos išsiskyrimo į ESR, yra net elektrolito virimo, deformacijos atvejų korpusas ir kondensatorių sprogimai. Ypatingą neigiamo ESR poveikio galios impulsų keitikliams sunkumą lemia darbas esant didelėms įkrovimo ir iškrovos srovėms, taip pat tai, kad ESR didėja didėjant veikimo dažniui. ESR buvimas paaiškinamas oksidinio kondensatoriaus konstrukcija ir yra dėl plokščių atsparumo, laidų atsparumo, kontaktų tarp plokščių ir laidų atsparumo, taip pat dėl dielektrinės medžiagos nuostolių. Laikui bėgant kondensatoriaus ESR didėja, o tai visai nėra gerai.Įvairių tipų kondensatorių ESR
Natūralu, kad įprastu omometru neįmanoma patikrinti lygiavertės kondensatoriaus serijos varžos - čia reikia specialaus prietaiso. Internete yra keletas paprasti dizainai ESR matuokliai, bet jei norite, galite surinkti tikslesnį ir patogesnį matuoklį ant mikrovaldiklio. Pavyzdžiui, iš žurnalo „Radio 7-2010“.
Kondensatorių ESR matuoklio grandinė įjungta
Attiny2313
Visi reikalingi failai ir programinė įranga yra archyve. Surinkę ir įjungę, pasukite kontrasto valdiklį, kol LCD ekranas užrašai dviejose eilutėse. Jei jo nėra, patikriname ATtiny2313 MK programinės įrangos įdiegimą ir teisingumą. Jei viskas gerai, paspauskite mygtuką „Kalibravimas“ – bus atlikta programinės įrangos pataisa pagal skaitiklio įvesties dalies atsako greitį. Toliau jums reikės kelių naujų elektrolitinių kondensatorių Aukštos kokybės kurių talpa 220...470 uF skirtingų partijų, geriausia - skirtingoms įtampoms. Bet kurį iš jų prijungiame prie įrenginio įvesties lizdų ir pradedame pasirinkti rezistorių R2 per 100...470 omų (aš gavau 300 omų; laikinai galite naudoti pastovią + apipjaustymo grandinę), kad LCD ekrane būtų rodoma talpos reikšmė. yra maždaug panaši į kondensatoriaus vertę. Kol kas didelio tikslumo siekti nereikia – dar bus koregavimų; tada patikrinkite su kitais kondensatoriais.
Norėdami sukonfigūruoti ESR matuoklį, jums reikia lentelės su tipinėmis šio parametro vertėmis skirtingiems kondensatoriams. Šią etiketę rekomenduojama klijuoti ant prietaiso korpuso po ekranu.
Toliau pateikta lentelė nurodo didžiausios vertės lygiavertė serijinė elektrolitinių kondensatorių varža. Jei išmatuotas kondensatorius turi didesnę vertę, tada jis nebegali būti naudojamas lygintuvo išlyginimo filtre:
Prijungiame 220 uF kondensatorių ir šiek tiek pasirinkę rezistorių R6, R9, R10 varžą (schemoje ir mano surinkimo brėžinyje pažymėta žvaigždutėmis), pasiekiame Esr rodmenis, artimus lentelėje nurodytiems. Tikriname visus turimus paruoštus etaloninius kondensatorius, įskaitant. Jau galite naudoti kondensatorius nuo 1 iki 100 μF.
Kadangi ta pati grandinės atkarpa naudojama kondensatorių talpai nuo 150 μF ir ESR matuokliui matuoti, pasirinkus šių rezistorių varžą, talpos matuoklio rodmenų tikslumas kiek pasikeis. Dabar galite toliau reguliuoti rezistoriaus R2 varžą, kad šie rodmenys būtų tikslesni. Kitaip tariant, reikia pasirinkti varžą R2 - patikslinti talpos matuoklio rodmenis, sureguliuoti rezistorius lyginamajame daliklyje - išsiaiškinti ESR matuoklio rodmenis. Be to, pirmenybė turėtų būti teikiama vidiniam varžos matuokliui.
Dabar reikia nustatyti talpos matuoklį kondensatoriams, kurių diapazonas yra 0,1...150 µF. Kadangi tam grandinėje yra atskiras srovės šaltinis, tokių kondensatorių talpos matavimas gali būti labai tikslus. Prie įrenginio įvesties lizdų jungiame nedidelius kondensatorius ir, pasirinkę varžą R1 3,3...6,8 kOhm ribose, pasiekiame tiksliausius rodmenis. Tai galima pasiekti, jei kaip etaloniniai naudojami ne elektrolitiniai, o didelio tikslumo kondensatoriai K71-1, kurių talpa 0,15 μF su garantuotu 0,5 arba 1% nuokrypiu.
Kai surinkau šį ESR matuoklį, grandinė iškart įsijungė, reikėjo tik kalibruoti. Šis matuoklis ne kartą padėjo taisant maitinimo šaltinius, todėl įrenginį rekomenduojama surinkti. Schemą sukūrė - DesAleksas , surinktas ir išbandytas: sterc .
Aptarkite straipsnį ESR matuoklis ANT MIKROVALDIKLIŲ
Kas yra ESR?
Teorija
ESR- Ekvivalentinė serijos varža - vienas iš kondensatoriaus parametrų, apibūdinantis jo aktyvius nuostolius kintamosios srovės grandinėje. Lygiavertiškai jis gali būti pavaizduotas kaip rezistorius, nuosekliai sujungtas su kondensatoriumi, kurio varžą daugiausia lemia dielektriniai nuostoliai, taip pat plokščių, vidinių kontaktinių jungčių ir kondensatoriaus gnybtų varža. Rusų santrumpa - Ekvivalent Series Resistance - EPS.
Dielektriko nuostoliai, atsirandantys dėl jo poliarizacijos ypatumų, sudaro pagrindinę kondensatoriaus nuostolių dalį ir yra nulemti medžiagos bei dielektriko sluoksnio storio.Elektrolitiniuose kondensatoriuose didelę ESR dalį sudaro skysto elektrolito varža, kuri naudojama kaip vienos iš plokščių komponentas, siekiant užtikrinti maksimalų kontakto plotą su dielektriku.Jei kondensatoriaus elektrolito varža laikoma laidininku, kurio skerspjūvis lygus vienos iš plokščių plotui, o laidininko ilgis yra maždaug lygus impregnuoto popieriaus storiui, galime manyti, kad ši vertė bus palyginti mažas. Tikruose vidutinio dydžio kondensatoriuose tipinė vertė bus 0,01 omo esant 20 ° C temperatūrai. Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad didelės talpos kondensatoriams, naudojamiems SMPS lygintuvų filtruose, kurių veikimo dažnis yra apie 100 kHz, kai jo reaktyvumas matuojamas tūkstantosiomis omų dalimis, ši vertė sudarys gana didelius nuostolius. Dielektrinių nuostolių dydis tokiais dažniais SMPS filtrų elektrolitiniuose kondensatoriuose paprastai būna kelis kartus didesnis ir tik geriausiais atvejais gali būti apytiksliai lygus arba net mažesnis už nuostolius elektrolite.
Elektrolito varža labai priklauso nuo temperatūros, nes keičiasi jo klampumas ir jonų judrumas. Veikimo metu dielektrikas ir elektrolitas kaitinami kintama srove, todėl elektrolito varža gali žymiai sumažėti, tada kondensatoriaus ESR daugiausia lems jo dielektriniai nuostoliai.Kaitinant iki virimo temperatūros, elektrolitas praranda savo pirmines savybes ir vėliau atvėsus tampa klampesnis, o tai žymiai padidina jo atsparumą. Tolesnis veikimas sukels dar didesnį kaitinimą ir pablogės elektrolito kokybė, dėl to kondensatorius bus netinkamas tolesnis darbasįrenginyje.Paprastai sugedę elektrolitiniai kondensatoriai, kuriuose elektrolitas užvirė, vizualiai atpažįstami pagal išsipūtusį ir be slėgio korpusą.
Kad elektrolitiniai kondensatoriai veiktų patikimai, tai labai svarbu teisingas pasirinkimas jo tipas, nominalioji įtampa ir maksimali įtampa, priklausomai nuo režimų. Konverterių filtrams, veikiančioms dešimčių kilohercų dažniais, gamintojai gamina specialius kondensatorius su mažu ESR ir lentelėse nurodo bendrą kintamosios srovės varžą (impedansą Z) pagal visus reitingus. Tokių kondensatorių tipas yra pažymėtas techninėje dokumentacijoje - Maža varža arba Žemas ESR.
Praktika
Elektrolitiniai kondensatoriai yra bene vieninteliai elektroniniai komponentai, kurie kenčia nuo išdžiūvimo. Jei turite kokių Elektroniniai prietaisai kuris veikė daugelį metų, bet staiga nustoja tinkamai veikti, yra didelė tikimybė, kad vienas ar keli jame esantys elektrolitiniai kondensatoriai sugedo ir sukelia problemą. Elektrolitiniai kondensatoriai sugenda keliais būdais: jie gali tapti laidūs elektrai, sukeldami D.C. per jas, kurios gali net susprogdinti. Jų talpa gali sumažėti. Tačiau dažniausiai jų lygiavertis serijinis pasipriešinimas padidėja, o tai yra labai nepageidautina.
ESR Elektrolitinis kondensatorius paprastai yra omo dalis žemos įtampos kondensatoriams (pvz., 1000 µF, 16 V), o mažos talpos ir aukštos darbinės įtampos (1 uF, 450 V) atveju gali būti du arba trys omų. Kondensatoriui senstant, ši varža didėja, todėl įranga dažnai visiškai nustoja veikti. Labai dažnai kondensatoriai padidina savo ESR varžą iki 100 kartų daugiau nei įprasta, o jų talpa išlieka gera! Matuojant talpą, jie parodys vertę, artimą teisingam, tačiau jie nebetinka! Kondensatoriaus būklei analizuoti naudojami ESR matuokliai ir zondai.ESR matuoklis gali išbandyti kondensatorius net tada, kai jie yra grandinėje. Kitos lygiagrečiai sujungtos dalys matavimui turės minimalios įtakos. Kokią apytikslę varžą turėtų turėti konkretus tinkamas naudoti kondensatorius – žr stalo. Tai yra savybės, kurios sukuria ESR matuoklis nepakeičiamas elektroninės įrangos diagnostikos ir taisymo prietaisas.
Dauguma silpnoji vieta Bet kurioje radijo grandinėje yra elektrolitinių kondensatorių, kurie nuolat išdžiūsta. Ir ką didelės srovės praeiti pro juos – tuo šis procesas greitesnis. Neįmanoma nustatyti blogo kondensatoriaus naudojant įprastą omometrą, todėl jums reikia specialaus prietaiso - esr matuoklio.Esr kondensatoriaus matuoklio elektros grandinė
Spausdintinės plokštės – brėžinys
Įprastoje grandinėje gali būti 10 ar net 100 kondensatorių. Kiekvieno išlitavimas bandymui yra labai varginantis ir yra didelė rizika sugadinti plokštę. Šis testeris naudoja žemos įtampos (250 mV) aukšto dažnio (150 kHz) ir gali išmatuoti kondensatorių ESR tiesiogiai grandinėje. Įtampa parenkama pakankamai žema, kad kiti aplinkiniai grandinės radijo elementai nedarytų įtakos matavimo rezultatams. Ir jei netyčia išbandysite įkrautą kondensatorių, tai nesvarbu. Šis matuoklis gali atlaikyti iki 400 V kondensatoriaus įkrovą. Patirtis parodė, kad ESR matuoklis identifikuoja apie 95 % kondensatorių su galimomis problemomis.
Prietaiso savybės
- Elektrolitinio kondensatoriaus bandymas > 1 µF.
- Bandymui poliškumas nėra svarbus.
- Perkelia kondensatoriaus įkrovą iki 400V.
- Mažas srovės suvartojimas iš akumuliatoriaus - apie 25 mA.
- Lengvai nuskaitomi analoginio skaitiklio duomenys.
- Matuoja ESR diapazone nuo 0 iki 75 omų išplėstine skale, naudojant omometrą.
Kaip naudoti ESR matuoklį
Įjunkite įrenginį. Įsitikinkite, kad bandoma grandinė nėra įjungta. Prieš bandymą iškraukite kondensatorių – ESR matuoklis to nedaro automatiškai. Trumpai sujunkite kondensatoriaus gnybtus ir laikykite juos ten kelias sekundes. Norėdami įsitikinti, kad kondensatorius visiškai išsikrovęs, naudokite voltmetrą. Voltmetras turi rodyti nulį. Palieskite ESR matuoklio zondus prie kondensatoriaus. Nustatykite atsparumą ESR. Ar AKS reikšmė priimtina, sužinome palyginę išmatuotą AKS su atskaitos duomenimis. Peržiūrėkite šią lentelę
